應用廣泛的人工智能、酷炫的黑科技，在不久前閉幕的重慶國際智能產(chǎn)業(yè)博覽會上，最新智能科研產(chǎn)品令人眼花繚亂。而重慶師范大學的一個科研團隊，正在這里跟蹤著智能產(chǎn)業(yè)的最新發(fā)展動態(tài)，進行著將運籌學和人工智能相融合，開展交叉學科的實踐探索。

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能成為新的發(fā)展方向，作為基礎(chǔ)科學領(lǐng)域的學者，重慶師范大學的楊新民教授和他的團隊從一年前開始，就意識到相關(guān)的基礎(chǔ)研究必須及時跟上。“數(shù)學建模、算法，正是運籌學的專長。”楊新民說，運籌學可以對人工智能解決問題的普適性進行優(yōu)化，也就是說，能夠讓人工智能“學”會舉一反三，從目前的解決具體問題發(fā)展為解決類型化的多種問題。

“重大決策不能憑感覺，必須讓數(shù)據(jù)來說話，一切都清清楚楚。”楊新民向記者表示，運籌學不但能應用于政府決策，也可以在日常生活中發(fā)揮作用。例如兩個地點之間的最短路徑、證券投資的最佳組合，都可以通過數(shù)學建模得到最優(yōu)化的解決方案。換言之，沉默的大數(shù)據(jù)能夠為人工智能插上騰飛的翅膀。

能為生活助一臂之力

2000多年前，西漢史學家司馬遷在《史記·高祖本紀》中寫下了“夫運籌帷幄之中，決勝于千里之外”的名句，贊揚西漢名相張良軍事上雄才大略、指揮得當。

20世紀30年代初，一門名為運籌學的數(shù)學學科興起。它利用統(tǒng)計學、數(shù)學模型和算法等方法，通過大數(shù)據(jù)去尋找復雜問題中的最佳或近似最佳的解答。

楊新民30多年專注于運籌學研究，破解困擾多年的學術(shù)難題，也讓中國運籌學在世界范圍內(nèi)得到更多關(guān)注，為當今的大數(shù)據(jù)運用提供了眾多基礎(chǔ)性理論研究。

一般人覺得相當枯燥的大數(shù)據(jù)，在楊新民眼里卻極富魅力。他說，運籌學不僅是理論知識，也能解決現(xiàn)實中的復雜問題。無論過去、現(xiàn)在還是將來，都能為人類生活助一臂之力。

楊新民對記者說，運籌學就是將復雜問題抽象為數(shù)學模型，然后用數(shù)學理論去求最優(yōu)解的學科。這意味著，運籌學既有嚴謹、純粹、優(yōu)雅的數(shù)學魅力，又有極具說服力的參考決策功能。也正是這一特點深深地吸引了楊新民，也讓他看到了學以致用的美好前景。

如今，楊新民帶領(lǐng)的重慶師范大學“運籌學與控制論”實驗室，是西南地區(qū)數(shù)學領(lǐng)域唯一的教育部重點實驗室，重慶師范大學的數(shù)學學科建設，也依托運籌學形成“點面結(jié)合”之勢，走在全國高校前列。

讓沉默的數(shù)據(jù)“開口說話”

“運籌學誕生于二戰(zhàn)時期，源于盟軍研究如何更高效地調(diào)配軍事物資。”楊新民說，運籌學問世之初，就天然帶有解決復雜問題的功能。它能讓沉默的大量原始數(shù)據(jù)“開口說話”，為重大決策提供清晰的科學依據(jù)。

早在上個世紀80年代末，楊新民教授就開始潛心鉆研，在運籌學領(lǐng)域多個方向開展原創(chuàng)性研究，先后解決了數(shù)個國際運籌學界的難題，包括汪壽陽院士提出的向量標量化方面的公開問題、困擾運籌學界多年的分式多目標優(yōu)化問題中有關(guān)分母函數(shù)問題等，其研究成果獲得國內(nèi)外的廣泛認可，并且被國際相關(guān)研究機構(gòu)的學者們引用。

雖然在理論研究方面成果顯著，但楊新民絕非“兩耳不聞窗外事”。鉆研運籌學理論的同時，他同樣關(guān)心基礎(chǔ)理論的實踐應用。上世紀90年代初，楊新民教授與另一位學者合作，共同完成政府部門的“重慶產(chǎn)業(yè)政策研究”課題，探討哪些產(chǎn)業(yè)應當作為重慶的支柱產(chǎn)業(yè)來發(fā)展。而最能客觀反映重慶各類產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況的，就是記錄在紙上的一個個數(shù)據(jù)。

楊教授告訴記者，當時電腦還沒普及，大量原始數(shù)據(jù)記錄在紙質(zhì)文件上。他就帶著學生，把兩大車紙質(zhì)原始數(shù)據(jù)手動錄入計算機，進行統(tǒng)計、建模、分析后，得出了應該以汽摩、機械等產(chǎn)業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)的結(jié)論，獲得市政府決策認同，極大促進了地方經(jīng)濟發(fā)展。

探索兩者之間的融合發(fā)展

在楊新民看來，運籌學其實和大數(shù)據(jù)智能化有很大的關(guān)系，“我們在探索運籌學和人工智能的結(jié)合，實際上兩者已經(jīng)有結(jié)合，比如我們說統(tǒng)計學是大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，而運籌學則是技術(shù)，可以最優(yōu)化算法”。

此前，谷歌開發(fā)的人工智能“阿爾法狗”大戰(zhàn)圍棋高手，讓楊新民非常感興趣。通過持續(xù)關(guān)注，他發(fā)現(xiàn)“阿爾法狗”基于海量棋譜的數(shù)學建模和算法，是它制勝的關(guān)鍵。

為此，2017年暑假楊新民和團隊集體“補課”大數(shù)據(jù)、人工智能理論。今年上半年，在他的建議下，重慶師范大學數(shù)學學院遴選出50名學生進行試點，在他們的課程中增加大數(shù)據(jù)、人工智能相關(guān)的內(nèi)容，目標是培養(yǎng)具備大數(shù)據(jù)、人工智能領(lǐng)域?qū)嵺`能力的應用型數(shù)學人才。“雖然目前還沒有系統(tǒng)的教材，但我們學生學習的是機器學習、深度學習、神經(jīng)網(wǎng)絡等基礎(chǔ)知識，他們的教材就是這些方面的專著。”他說。

為了彌補國家大數(shù)據(jù)人工智能相關(guān)人才的短缺，最近，楊新民就專門針對大數(shù)據(jù)、人工智能領(lǐng)域的人才培養(yǎng)問題提出建議，希望組織專家編寫相關(guān)教材，對大學教師進行培訓，為數(shù)學、計算機等專業(yè)的大學生增設大數(shù)據(jù)、人工智能課程。